专利名称：低电容高速传输半导体浪涌保护器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体浪涌保护器件，尤其是一种低电容高速传输半导体浪涌保护器件。
背景技术：
半导体过压保护器件是一种新型的电压抑制器。由于其响应速度快、体积小、性能稳定、短路保护及单位面积吸收浪涌能力强而广泛地应用于通信设备的抗浪涌保护电路中。半导体过压保护器件的工作原理和基本结构与晶闸管类似，大多采用两端四层的PNPN结构，通过PN结的雪崩击穿或门极电流触发器件快速导通，从而在有电浪涌出现时对通信设备起到限压保护作用。目前，浪涌保护器件(surge Protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺 少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”，英文简写为SPD。现有的浪涌保护器件，主要应用于第二代互联网、第三代移动通信、网络电视交换设备的程控交换机、配线架、XDSL、通讯发射、线路接入复用器(IP DSLAM)、语音IP(VOIP)设备等一切需要防雷保护的领域，以保护设备和系统免受瞬间过电压的冲击和破坏；由于具有高浪涌能力和低泄露，超低的关态电容，DP300为下一代高速传输网络所应用的电压或频率提供极佳的线性度。但是现有的浪涌保护器件在保障设备系统运行安全的时候，会影响网络的传输速度，尤其是在数据传输速度高的电路中，效率极低。高频带宽通信网络的安全保护是近年高速发展的最新技术，国内现有保护模块在电容值、保护电压、高压雪崩电流等指标达不到要求，尤其是电容值在200p左右，由于对信号衰减大、仅能适用于传输速率为l_8Mbps，不能满足高速传输数据电路的发展需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的浪涌保护器件在保障设备系统运行安全的时候，会影响网络的传输速度，效率不高，不能满足现有技术的发展要求的问题，提出一种采用“平面+平衡结+SIPOS钝化”工艺生产的低电容高速传输半导体浪涌保护器件，具有电容小、抗电涌能力强和耐雪崩电流强的特点，尤其小电容特点解决了防护产品对传输信息产生哀减的关键问题，适合在数据传输速度高的电路中使用。本发明的技术方案是—种低电容高速传输半导体浪涌保护器件，PN结为扁平PN结平衡结。本发明的半导体浪涌保护器件的发射区分两次注入。本发明的半导体浪涌保护器件的P_区的厚度加深10% -20%。本发明的半导体浪涌保护器件的N_区的厚度减薄10-20%。本发明的N+衬底为双面抛光的硅片，片厚200-300 u m,电阻率为20-22%。本发明的有益效果本发明采用扃平PN结平衡结结构，改善电流密度分布；多层金属膜电极使器件瞬态热分布均匀，平衡小尺寸和浪涌能力，同时维持低电容和低泄露。本发明采用加深P—区厚度、发射区两次注入、场板等技术提高了控制管EB结反向击穿电压，解决了 EB结反向击穿电压与P的矛盾通过对四重结构晶闸管的NPN的@的控制，解决了维持电流及转折电流的控制问题通过降低接触电压、减薄N—区、提高少子寿命、控制维持电流等措施降低了器件的导通压降，提高器件性能。本发明采用“平面+平衡结+SIP0S”钝化工艺，具有电容小、抗电涌能力强和耐雪崩电流强的特点，尤其小电容特点解决了防护产品对传输信息产生哀减的关键问题，适合在数据传输速度高的电路中使用。 本发明采用“平面+平衡结+SIP0S”钝化工艺，解决了防护产品对传输数据产生的衰减、抗电涌和耐高压雪崩电流的技术难题。本发明具有以下特点抗雷电突破，瞬间过电压防护，安全、可靠，纳秒级反应速度(< Ins):启动电压SV-550V，瞬间冲击电流20A — 3000A :无极性、双向浪涌保护、对浪涌具有良好吸收性具有单硅片、双硅片及三硅片3端子平衡型可应用于电话机、传真机、通讯接口、调制解调器、数据线路保护、配线架保安单元，程控机用户电路、SUC电路、ISDN等。
图I是本发明的低电容高速传输半导体浪涌保护器件制作的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。一种低电容高速传输半导体浪涌保护器件，PN结为扁平PN结平衡结。本发明的半导体浪涌保护器件的发射区分两次注入。本发明的半导体浪涌保护器件的P_区的厚度加深10% -20%。本发明的半导体浪涌保护器件的N—区的厚度减薄10-20%。本发明的N+衬底为双面抛光的硅片，片厚200-300 iim，电阻率为20-22%。如图I所示，是本发明的低电容高速传输半导体浪涌保护器件的工艺流程示意图，在工艺流程示意图中，是以每次高温过程为线索，从衬底的薄层氧化开始，到器件的基本结构形成，描述了器件的工艺过程。在工艺过程中，原始N+衬底为双面抛光的硅片，片厚200-300iim，电阻率为20-22%。在硅片厚度选择时，减薄K区的厚度是降低晶闸管导通降压的重要途径。要减薄N_区的厚度就必须加深正、反面的结深或减薄硅片厚度，而加深正反面的结深相对困难，因此，综合考虑减薄硅片的厚度在200-300 u m ;P_区的厚度加深10% -20%;N_区的厚度减薄10-20%来达到以上要求。本发明采用扃平PN结平衡结结构，改善电流密度分布；多层金属膜电极使器件瞬态热分布均匀，平衡小尺寸和浪涌能力，同时维持低电容和低泄露。本发明采用加深P—区厚度、发射区两次注入、场板等技术提高了控制管EB结反向击穿电压，解决了 EB结反向击穿电压与P的矛盾通过对四重结构晶闸管的NPN的@的控制，解决了维持电流及转折电流的控制问题通过降低接触电压、减薄N—区、提高少子寿命、控制维持电流等措施降低了器件的导通压降，提高器件性能。
本发明采用“平面+平衡结+SIP0S”钝化工艺，具有电容小、抗电涌能力强和耐雪崩电流强的特点，尤其小电容特点解决了防护产品对传输信息产生哀减的关键问题，适合在数据传输速度高的电路中使用。本发明采用“平面+平衡结+SIP0S”钝化工艺，解决了防护产品对传输数据产生的衰减、抗电涌和耐高压雪崩电流的技术难题。本发明具有以下特点抗雷电突破，瞬间过电压防护，安全、可靠，纳秒级反应速度(< Ins):启动电压SV-550V，瞬间冲击电流20A — 3000A :无极性、双向浪涌保护、对浪涌具有良好吸收性具有单硅片、双硅片及三硅片3端子平衡型可应用于电话机、传真机、通讯接口、调制解调器、数据线路保护、配线架保安单元，程控机用户电路、SUC电路、ISDN等。 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种低电容高速传输半导体浪涌保护器件，其特征是PN结为扁平PN结平衡结。
2.根据权利要求I所述的低电容高速传输半导体浪涌保护器件，其特征是该半导体浪涌保护器件的发射区分两次注入。
3.根据权利要求I所述的低电容高速传输半导体浪涌保护器件，其特征是该半导体浪涌保护器件的p_区的厚度加深10% -20%。
4.根据权利要求I所述的低电容高速传输半导体浪涌保护器件，其特征是该半导体浪涌保护器件的N_区的厚度减薄10-20%。
5.根据权利要求I所述的低电容高速传输半导体浪涌保护器件，其特征是所述的N+衬底为双面抛光的硅片，片厚200-300 μ m，电阻率为20-22%。
全文摘要
一种低电容高速传输半导体浪涌保护器件，PN结为扁平PN结平衡结；半导体浪涌保护器件的发射区分两次注入；的P-区的厚度加深10％-20％；N-区的厚度减薄10-20％；N+衬底为双面抛光的硅片，片厚200-300μm，电阻率为20-22％。本发明采用扃平PN结平衡结结构，改善电流密度分布。采用加深P-区厚度、发射区两次注入、场板等技术提高了控制管EB结反向击穿电压，解决了EB结反向击穿电压与β的矛盾通过对四重结构晶闸管的NPN的β的控制，解决了维持电流及转折电流的控制问题通过降低接触电压、减薄N-区、提高少子寿命。
文档编号H01L29/06GK102769026SQ20111011787
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者肖志良 申请人:江苏锦丰电子有限公司